Устройство для регулирования температуры пара Российский патент 2003 года по МПК F22G5/12 

Предлагаемое изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в парогенераторостроении.

Известно устройство для регулирования температуры пара, содержащее корпус с закрепленным на нем двухступенчатым впрыскивающим устройством, содержащим две камеры, к каждой из которых подводится впрыскиваемая вода. При этом одна из этих камер снабжена минимальным количеством центробежных форсунок и вступает в работу при начальных этапах растопки энергоблока, а вторая содержит максимальное количество таких же форсунок и вступает в работу на последующих этапах растопки энергоблока (см. чертеж КА-16.01.02СБ).

Недостатком этого устройства является низкая эксплуатационная надежность, заключающаяся в том, что впрыскивающее устройство закреплено жестко к корпусу только с одной стороны, а с другой имеет подвижную скользящую опору и при наличии в скользящей опоре минимального зазора возникает вибрация впрыскивающего устройства, приводящая в конечном итоге к его отрыву. Кроме того, вторая большая камера во время работы постоянно заполнена водой с температурой примерно 100-110°С (для энергоблоков 300-800 МВт) и набегающий поток пара с температурой, достигающей к концу растопки 500-530°С, омывая эту камеру, вызывает термические напряжения, значительно превышающие допустимые, которые после непродолжительного срока эксплуатации приводит к разрушениям всего устройства. К настоящему времени практически все известные устройства, изготовленные по указанному выше чертежу, уже разрушены и подвержены модернизации или ремонту.

Известно устройство для регулирования температуры пара, содержащее корпус с впрыскивающими пароохладителями первой и второй ступеней, образованными насадками с заглушенными концами и подводящими трубами и снабженными на выходе форсунками, подводящие трубы насадков заведены в патрубки корпуса и жестко скреплены с ними, подводящая труба по крайней мере одного насадка выполнены с компенсационным гибом, а насадки первой и второй ступеней пароохладителей установлены соосно и жестко скреплены между собой заглушенными концами (см. авт. св. № 992902 "Устройство для регулирования температуры пара", кл. F 22 G 5/12, В 01 F 5/18, 30.01.83 г.).

Недостатком этого устройства является низкая надежность, обусловленная тем, что пар с температурой, достигающей к концу растопки энергоблока 500-530°С, смывающий впрыскивающие пароохладители с температурой 100-160°С (температура впрыскиваемой воды с растопочный период), вызывает термические напряжения, приводящие к разрушениям сварных соединений в местах установки центробежных форсунок во впрыскивающих пароохладителях первой и второй ступеней и соединения их между собой.

Предлагаемым изобретением решается задача повышения надежности работы устройства путем снижения термических напряжений в сварных соединениях камер впрыскивающего устройства и местах сварки центробежных форсунок с камерами.

Для достижения указанного технического результата в устройстве для регулирования температуры пара, содержащем корпус с впрыскивающим устройством, включающем соосно соединенные между собой камеры первой и второй ступеней с центробежными форсунками и жестко скрепленные между собой и с форсунками, и защитную рубашку, соединенную с корпусом крепежными элементами, впрыскивающее устройство снабжено защитным кожухом, жестко соединенным с корпусом с одной стороны и с помощью скользящей поры, соединенной с корпусом, с другой стороны, установленным с зазором 3-5 мм от впрыскивающего устройства и выполненным с отверстиями, против каждого из которых установлены форсунки; крепежные элементы выполнены в виде пластин, установленных параллельно оси корпуса.

Отличительными признаками предлагаемого устройства для регулирования температуры пара от указанного выше известного, наиболее близкого к нему является то, что впрыскивающее устройство снабжено защитным кожухом, жестко соединенным с корпусом с одной стороны и с помощью скользящей опоры, соединенной с корпусом, с другой стороны, установленным с зазором 3-5 мм от впрыскивающего устройства и выполненным с отверстиями, против каждого из которых установлены форсунки; крепежные элементы выполнены в виде пластин, установленных параллельно оси корпуса.

Предлагаемое устройство для регулирования температуры пара иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-3.

На фиг.1 показан общий вид устройства. На фиг.2 - вид А-А на фиг.1. На фиг.3 - схема включения устройства.

Устройство для регулирования температуры пара (фиг.1) содержит корпус 1 с впрыскивающим устройством 2, включающем соосно соединенные между собой камеры первой 3 и второй 4 ступеней с центробежными форсунками соответственно 5 и 6 (количество форсунок 5 и 6 определяется расчетом, исходя из необходимого количества впрыскиваемой в паропровод воды в начальный и конечный период растопки энергоблока); камеры первой 3 и второй 4 ступеней жестко соединены между собой и с форсунками 5 и 6; впрыскивающее устройство 2 снабжено защитным кожухом 7, жестко соединенным с корпусом 1 с одной стороны и с помощью скользящей опоры 8, соединенной с корпусом 1, с другой стороны, установленным с зазором 3-5 мм 9 от впрыскивающего устройства 2 и выполненным с отверстиями 10, против каждого из которых установлены форсунки 5 и 6; подводящую трубу 11 с компенсационным гибом 12, жестко соединенную с корпусом 1, и подводящую трубу 13, также жестко соединенную с корпусом 1, защитную рубашку, выполненную из 2-х частей 14 и 15, установленную в корпусе соосно последнему и закрепленную к нему с помощью пластин 16, установленных параллельно оси корпуса.

Предлагаемое устройство включает в тракт энергоблока по схеме на фиг.3 и работает следующим образом.

В период пуска энергоблока пар поступает в паропровод с температурой, определяемой режимом растопки котла и пуска энергоблока. Если при этом корпус 1 и проточная часть турбины имеют температуру ниже температуры пара на величину, превышающую допустимую, включают первую 3 ступень впрыска с малым расходом и охлаждающая вода, пройдя трубу 13, попадает в камеру первой 3 ступени, из которой через форсунки 5 впрыскивается в полость защитной рубашки 14, 15, где она испаряется, охлаждая пар до заданной температуры. По мере увеличения нагрузки энергоблока количество пара, поступающего в паропровод, увеличивается и для поддержания его температуры на расчетном уровне включают вторую 4 ступень с форсунками 6. По мере увеличения количества пара растет его температура и, следовательно, растет разность температур между паром и водой, заполняющей камеры первой 3 и второй 4 ступеней впрыска. Эта разность может достигать нескольких сотен градусов, что могло бы вызвать недопустимые температурные напряжения в сварных гибах, соединяющих форсунки 5 и 6 с корпусами камер первой 3 и второй 4 ступеней. Однако защитный кожух 7 защищает камеры первой 3 и второй 4 ступеней впрыска от прямого контакта с протекающим по защитной рубашке 14 и 15 паром, а прослойка неподвижного пара, заполняющего зазор 9, уменьшает теплообмен между кожухом 7, нагреваемым паром, и камерами первой 3 и второй 4 ступеней впрыска, охлаждаемыми водой, тем самым существенно снижая термические напряжения в сварных соединениях и металле камер первой 3 и второй 4 ступеней впрыска, повышая надежность устройства для регулирования температуры пара.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в парогенераторостроении. Устройство для регулирования температуры пара содержит корпус с впрыскивающим устройством, включающим соосно соединенные между собой камеры первой и второй ступеней с центробежными форсунками, соответственно. Камеры первой и второй ступеней жестко соединены между собой и с форсунками. Впрыскивающее устройство снабжено защитным кожухом, жестко соединенным с корпусом с одной стороны и с помощью скользящей опоры, соединенной с корпусом, с другой стороны, установленным с зазором 3-5 мм от впрыскивающего устройства и выполненным с отверстиями, против каждого из которых установлены форсунки. Устройство содержит подводящую трубу с компенсационным гибом, жестко соединенную с корпусом, и дополнительную подводящую трубу, также жестко соединенную с корпусом, защитную рубашку, выполненную из 2-х частей, установленную в корпусе соосно последнему и закрепленную к нему с помощью пластин, установленных параллельно оси корпуса. 3 ил.

1. Устройство для регулирования температуры пара, содержащее корпус с впрыскивающим устройством, включающим соосно соединенные между собой камеры первой и второй ступеней с центробежными форсунками и жестко скрепленные между собой и с форсунками, и защитную рубашку, соединенную с корпусом крепежными элементами, отличающееся тем, что впрыскивающее устройство снабжено защитным кожухом, жестко соединенным с корпусом с одной стороны и с помощью скользящей опоры соединенным с корпусом с другой стороны, установленным с зазором 3-5 мм от впрыскивающего устройства и выполненным с отверстиями, против каждого из которых установлены форсунки.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что крепежные элементы выполнены в виде пластин, установленных параллельно оси корпуса.